TEKILLIK NEDIR?

Send

Bilim adamları evrenimizdeki kara deliklerin varlığını ilk keşfettiğinden beri hepimiz merak ettik: Bu korkunç boşluğun perdesinin ötesinde neler olabilir? Buna ek olarak, Genel Görelilik teorisi ilk önerildiğinden beri, bilim adamları Evren'in doğumundan önce, yani Big Bang'den önce neler olabileceğini merak etmeye zorlandılar.

İlginç bir şekilde, bu iki soru (bir modadan sonra) Yerçekimi Tekilliği olarak bilinen bir şeyin teorik varlığıyla çözüldü - uzay-zamanda, bildiğimiz fizik yasalarının parçalandığı bir nokta. Ve bu teori hakkında hala zorluklar ve çözülmemiş sorunlar olsa da, birçok bilim adamı bir olay ufkunun perdesinin altında ve Evrenin başlangıcında var olanın bu olduğuna inanıyor.

Tanım:

Bilimsel terimlerle, yerçekimi tekilliği (ya da uzay-zaman tekilliği), yerçekimi alanını ölçmek için kullanılan miktarların koordinat sistemine bağlı olmayan bir şekilde sonsuz olduğu bir konumdur. Başka bir deyişle, tüm fiziksel yasaların birbirinden ayırt edilemez olduğu, mekân ve zamanın artık birbiriyle ilişkili gerçeklikler olmadığı, ancak ayırt edilemez bir şekilde birleştiği ve bağımsız bir anlam ifade etmeyi bıraktığı bir noktadır.

Teorinin Kökeni:

Tekillikler ilk olarak Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi'nin bir sonucu olarak belirlendi ve bu da kara deliklerin teorik olarak var olmasına neden oldu. Özünde, teori, kütlesindeki belirli bir noktanın (yani Schwarzschild Radius) ötesine ulaşan herhangi bir yıldızın, çökecek kadar yoğun bir yerçekimi kuvveti uygulayacağını öngördü.

Bu noktada, ışık dahil hiçbir şey yüzeyinden kaçamaz. Bunun nedeni, yerçekimi kuvvetinin vakumdaki ışığın hızını aşmasıdır - saniyede 299.792.458 metre (1.079.252.848.8 km / s; 670.616.629 mph).

Bu fenomen, 1930'da öneren Hint astrofizikçi Subrahmanyan Chandrasekhar'ın adını taşıyan Chandrasekhar Limiti olarak bilinir. Şu anda, bu sınırın kabul edilen değerinin 1.39 Güneş Kütlesi (yani Güneşimizin kütlesinin 1.39 katı) olduğuna inanılmaktadır. okkalı bir 2.765 x 10³⁰ kg (veya 2.765 trilyon trilyon metrik ton).

Modern Genel Göreliliğin bir diğer yönü, Büyük Patlama zamanında (yani Evrenin başlangıç durumu) bir tekillik olmasıdır. Roger Penrose ve Stephen Hawking, yerçekiminin nasıl tekillikler üretebileceğini yanıtlamaya çalışan teoriler geliştirdi; bu da sonunda Penrose-Hawking Tekillik Teoremleri olarak bilinmek için birleşti.

1965'te önerdiği Penrose Singularity Teoremine göre, madde belirli enerji koşullarına ulaştığında karadelikte zamana benzer bir tekillik ortaya çıkacaktır. Bu noktada, kara delik içindeki uzay-zamanın eğriliği sonsuz hale gelir, böylece zamanın işlevini sona erdiği bir hapsolmuş yüzeye dönüştürür.

Hawking Tekillik Teoremi, madde bir noktaya zorla sıkıştırıldığında boşluk benzeri bir tekillik oluşabileceğini belirterek, maddeyi yöneten kuralların bozulmasına neden olur. Hawking bunu zaman içinde sonsuz yoğunluk noktası olduğunu iddia ettiği Big Bang'e kadar takip etti. Bununla birlikte, Hawking daha sonra bunu, Big Bang'den önceki zamanlarda genel göreliliğin bozulduğunu iddia etmek için revize etti ve bu nedenle hiçbir tekillik öngörülemedi.

Bazı yeni teklifler de Evrenin tekillik olarak başlamadığını öne sürüyor. Bunlar, kuantum fiziğinin yasalarını yerçekimi ile birleştirmeye çalışan Döngü Kuantum Yerçekimi gibi teorileri içerir. Bu teori, kuantum yerçekimi etkileri nedeniyle, yerçekiminin artmaya devam etmediği minimum bir mesafe olduğunu ya da iç içe geçen parçacık dalgalarının bir mesafede hissedilecek yerçekimi etkilerini maskelediğini belirtir.

Tekillik Türleri:

Uzay-zaman tekilliklerinin en önemli iki türü Eğrilik Tekillikleri ve Konik Tekillikler olarak bilinir. Tekillikler ayrıca bir olay ufkunun kapsamında olup olmadıklarına göre bölünebilir. İlki durumunda, Eğrilik ve Konik; ikincisinde ise Çıplak Tekillikler olarak bilinen şeye sahipsiniz.

Eğrilik Tekilliği en iyi şekilde bir karadelik ile örneklenir. Bir karadeliğin merkezinde, uzay-zaman büyük bir kütle içeren tek boyutlu bir nokta haline gelir. Sonuç olarak, yerçekimi sonsuz hale gelir ve uzay-zaman eğrileri sınırsız olur ve bildiğimiz fizik yasaları işlevlerini yerine getirmeyi bırakır.

Konik tekillikler, her genel kovaryans miktarının sınırının sınırlı olduğu bir nokta olduğunda ortaya çıkar. Bu durumda, uzay-zaman bu noktanın etrafında, tekilliğin koninin ucunda bulunduğu bir koni gibi görünür. Böyle bir konik tekillik örneği kozmik bir ip, erken Evren sırasında oluştuğuna inanılan bir tür varsayımsal tek boyutlu noktadır.

Ve belirtildiği gibi, bir olay ufkunun arkasında gizlenmeyen bir tür tekillik olan Çıplak Tekillik vardır. Bunlar ilk olarak 1991'de Shapiro ve Teukolsky tarafından Genel Göreliliğin “çıplak” tekilliklere izin verebileceğini gösteren dönen bir toz düzleminin bilgisayar simülasyonları kullanılarak keşfedildi.

Bu durumda, aslında bir karadelikte (yani tekilliği) ortaya çıkan şey görülebilir. Böyle bir tekillik teorik olarak Büyük Patlama'dan önce var olan şey olurdu. Buradaki anahtar kelime teoriktir, çünkü bu nesnelerin nasıl görüneceği bir gizem olarak kalmaktadır.

Şu an için, tekillikler ve aslında bir kara deliğin perdesinin altında yatan şey bir sır olarak kalıyor. Zaman geçtikçe, gökbilimcilerin karadelikleri daha ayrıntılı olarak inceleyebilecekleri umulmaktadır. Önümüzdeki on yıllarda bilim adamlarının kuantum mekaniğinin prensiplerini yerçekimi ile birleştirmenin bir yolunu bulacağı ve bu gizemli gücün nasıl işlediğine daha fazla ışık tutacağı umulmaktadır.

Space Magazine'de yerçekimi tekillikleri hakkında birçok ilginç makalemiz var. İşte Kara Delikler Hakkında 10 İlginç Gerçek, Kara Delik Neye benziyordu ?, Büyük Patlama Sadece Kara Delik miydi ?, Güle Güle Big Bang, Merhaba Kara Delik ?, Stephen Hawking Kimdir? Ve Diğer Tarafı Kara Delik mi?

Tekillik hakkında daha fazla bilgi edinmek isterseniz, NASA ve Physlink'ten bu makalelere göz atın.

Astronomi Cast'in konuyla ilgili bazı bölümleri var. İşte Bölüm 6: Büyük Patlama için Daha Fazla Kanıt ve Bölüm 18: Kara Delikler Büyük ve Küçük ve Bölüm 21: Kara Delik Soruları Cevaplandı.

Kaynaklar: